① 我们常说的不锈钢为何能耐腐蚀,常见的合金元素有哪些
不锈钢为什么不易生锈,与其在基体内加入12.5%以上的铬有关,在氧化性腐蚀介质中,铬能使钢表面很快地生成一层致密的钝化膜,防止金属基体被破坏,当含铬量在12.5%以上时,形成一层致密的稳定的钝化膜,防锈性能发生跃进式的实变,耐锈蚀能力大大增强,这就是为什么不锈钢中的含铬量要有12%以上的原因。
而在此基础上,添加不同类型、不同含量元素所起到的耐腐蚀效果各有不同:
镍的添加:可使不锈钢耐酸性有提高,同时,由于镍是奥氏体形成元素,能减弱不锈钢的磁性
钼的添加:主要可使不锈钢抗点腐蚀的能力提升,如果未改变原有铬镍含量的前提下,主要是因为有从奥氏体向铁素体转变的倾向,抗氧化性有所减弱,因此,在加钼的同时,会添加部分的镍
钛的添加:可以使不锈钢抗晶界腐蚀的能力提升,同样降低碳含量也可以提升抗晶界腐蚀的能力
氮的添加:可有类似镍的能力,由于是非金属轻元素,添加量有限,量多易形成氮化钛夹杂,而且其添加使不锈钢加工硬化倾向明显。
锰的添加:可以提高奥氏体形成,但耐蚀性有降低。
钒的添加:可提高不锈钢的高温强度,但对耐蚀性影响不大。
简单说说而已,具体情况具体对待,仅仅说了其中很少的一部分功能,仅供参考,还是学习下专业的书籍或手册。不锈钢协会出了几本好书,网上有下载的。
② 奥氏体不锈钢碳含量低
【不锈钢含碳量低的原因】不锈钢里含有很高的Cr了。Cr和碳能结合成碳化物Cr23C6或者Cr7C3,这些碳化物里含有的Cr非常高。也就是说,这些碳化物的形成是以大量消耗Cr为代价的。可想而知,一旦基体中的Cr含量大量下降,其防腐蚀性能必然会下降。对于奥氏体不锈钢,由于Cr碳化物的析出,其抗晶间腐蚀能力显著恶化,这便是所谓的敏化现象。
马氏体不锈钢则相对含有较多的碳。这是因为马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳,如Cr大于13%时,不存在γ相,此类合金为单相铁素体合金,在任何热处理制度下也不能产生马氏体,为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素,以扩大来说,C、N是有效元素,C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。在马氏体铬不锈钢中,除铬外,C是另一个最重要的必备元素,事实上,马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。
但是马氏体不锈钢的耐蚀性主要取决于铬含量,而钢中的碳由于与铬形成稳定的碳化铬,又间接的影响了钢的耐蚀性。因此在13%Cr钢中,碳含量越低,则耐蚀性越高。而在1Cr13、2Cr13、3Cr13及4Cr13四种钢中,其耐蚀性与强度的顺序恰好相反。另外,碳对不锈钢基体的力学性能也有影响。
③ 降碳保铬的含义
通过降低合金中碳元素的含量来达到加大铬(合金)的硬度的目的!
④ 不锈钢为什么含碳量都很低
很正常,不锈钢也有低碳型号的,例如一般的304,含碳量不高于0.08%,其低碳型号是304L,含碳量不高于0.03%。只要根据你的需求来选择不锈钢型号就没有问题。
⑤ 碳的成分在不锈钢中起什么作用
我给你弄一份不锈钢中元素的作用
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钢材的质量及性能是根据需要而确定的,不同的需要,要有不同的元素含量
( 1 )碳;含碳量越高,刚的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差.
( 2 )硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性.
( 3 )磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫作冷脆性.在优质钢中,硫和磷要严格控制.但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的.
( 4 )锰;能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.
( 5 )硅;它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能.
( 6 )钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性.
( 7 )铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用.
( 8 )钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性.
( 9 )钼;可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力.
( 10 )钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性.在不锈钢中,钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象.
( 11 )镍;能提高钢的强度和韧性,提高淬透性.含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力.
( 12 )硼;当钢中含有微量的( 0.001 - 0.005 %)硼时,钢的淬透性可以成倍的提高.
( 13 )铝;能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效.提高钢在低温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等.
( 14 )铜;它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时更为明显.
⑥ 不锈钢焊接时,为什么要控制焊缝中的含碳量
并不是所有的奥氏体不锈钢都要控制含碳量的。主要是针对一些能发生晶间腐蚀的介质,如一些酸类,要控制奥氏体不锈铁的含碳量,主要是为了降低晶间腐蚀。
⑦ 不锈钢焊接时为什么要控制焊缝中的含碳量
你好 不锈钢焊接后焊缝位置会出现贫铬现象,焊缝位置防锈性能会有所下降,如果不控制好焊缝的碳含量,导致碳含量比母材高,会引起渗碳现象,降低母材的抗拉强度和防锈性能。所以要控制好焊接的碳含量。
⑧ 不锈钢材料中的各种元素有什么作用及其作用
不锈钢材料中的各种元素及其作用:
1.铬——是构成不锈钢的基本元素。 铬是决定不锈钢耐腐蚀性能的最基本元素。在氧化性介质中,铬能使钢的表面很快形成 一层实际为腐蚀介质不能透过和不溶解的富铬的氧化膜, 这层氧化膜很致密, 并与金属基本 结合得很牢固,保护钢免受外界介质进一步氧化浸蚀;铬还能有效地提高钢的电极电位。当 含铬量不低于 12.5%原子时,可使钢的电极电位发生突变,由负电位升到正的电极电位。因而 可显著提高钢的耐蚀性。铬的含量越高,钢的耐蚀性能越好。当含铬量达到 25%、37.5% 原子时,会发生第二次第三次的突变,使钢具有更高的耐腐蚀性能。
2.镍——单独不能构成不锈钢 镍对不锈钢耐腐蚀的影响,只有它与铬配合时才能充分显示出来。因为,低炭镍钢要获 得纯奥氏体组织,含镍量需达 24%;要使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变,含镍量 需在 27%以上。所以,镍不能单独构成不锈钢。而在含铬 18%的钢中加入 9%的镍,就能 使钢在常温下获得单一奥氏体组织,并可以提高钢对非氧化性介质(如:稀、、磷酸等)的 耐蚀性,并能改善钢的焊接和冷弯等的工艺性能。
3.锰和氮——可代替铬镍不锈钢中的镍 锰和氮在不锈钢中有镍相仿的作用。锰的稳定奥氏体作用为镍的二分之一,而氮的作 用比镍大很多,约为镍的 40 倍左右。因而锰和氮可代镍获得单一的奥氏体组织。但锰的加 入会使含铬低的不锈钢耐蚀性降低。同时,高锰奥氏体钢不易加工。因此,在不锈钢中不单 独使用锰,只用部分代替镍。
4.碳——在不锈钢中具有两重性 碳在不锈钢中的含量及其分布的形式,在很大程度上左右着不锈钢的性能和组织:一方 面碳是稳定奥氏体元素,并作用的程度很大,约为镍的 30 倍,含碳量高的(马氏体)不锈 钢,完全可以接受淬火强化,从而在机械性能方面可大大提高它的强度;另一方面由于碳和 铬的亲和力很大, 在不锈钢中要占用十七倍碳量的铬与它结合成碳化铬。 随着钢中含碳量的 增加,则与碳形成碳化物的铬越多,从而显著降低钢的耐蚀性。所以,从强度与耐腐蚀性能 两方面来看,碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。在实际应用中,为了达到耐腐蚀的目的, 不锈钢的含碳量一般较低,在大多在 0.1%左右,为了进一步提高钢的耐腐蚀能力,特别是 抗晶间腐蚀的能力,常采用超低碳的不锈钢,含碳量在 0.03%甚至更低;但用于制造滚动 轴承、弹簧、工具等不锈钢,由于要求有高的硬度和耐磨性,因而含碳量较高,一般均在 0. 85~1.00%之间。如 9Cr18 钢等。
5.钼和铜——能提高某些不锈钢对某些介质的耐腐蚀性能 钼和铜能提高不锈钢对、醋酸等腐蚀介质的耐蚀能力。钼还能显著提高对含氯离子的介 质(如)以及有机酸中的耐蚀能力。但含钼的不锈钢不宜在硝酸中应用,含钼的不锈钢在沸 腾的 65%硝酸中的腐蚀速度比不含钼的增加一倍;铜加入铬锰氮不锈钢中,会加速不锈钢 的晶间腐蚀。 钼对钢获得单一奥氏体组织有不利影响,因此在含钼钢中,为了使钢在热处理后具有单 一的奥氏体组织。镍在锰等元素的含量要相应的提高。
6.硅和铝——能提高不锈钢的抗氧化能力 硅对提高铬钢抗氧化能力的作用很显著,含 5%铬及 1%硅的钢,抗氧化的能力可与 12% 铬钢相等。如使钢在 1000℃能抵抗氧化,含 0.5%硅时需要 22%的铬,如加入 2.5~3%的 硅以后,只需要 12%的铬就可以了。有资料还介绍,向 Cr15Ni20 的铬镍钢中加 2.5%的硅, 抗氧化性能可相当 Cr15Ni60 的铬镍合金。 向高铬钢中加铝也能使抗氧化性能显著提高,它的作用与加硅的功能相仿。 向高铬钢中加硅和铝的目的: 一是为了进一步提高钢的抗氧化性能, 二是为了节约用铬。 硅和铝对提高铬钢抗氧化性能的作用虽然很大,但也有很多缺点。最主要的是它使钢的 晶粒粗化和脆性倾向增大。
7.钨和钒加入钢中,其主要作用是提高钢的热强性。
8.硼 高铬铁素体不锈钢(Cr17MO2Ti)中加 0.005%的硼,可使钢在沸腾的 65%醋酸中的耐 腐蚀性能提高;奥氏体不锈钢中加入微量(0.0006~0.0007%)的硼,可使钢的热态塑性改 善;硼对提高钢的热强性有良好的作用,可使不锈钢的热强性显著提高;含硼的铬镍奥氏体 不锈钢在原子能工业中有着特殊的用途。 但不锈钢中含硼会使钢的塑性和冲击韧性降低。
9.除以上元素外,有些不锈钢中还分别加入稀有金属元素和稀土元素以改善钢 的性能。 以上谈到了构成不锈钢的基本元素——铬,和影响不锈钢组织、性能的重要元素——碳, 以及改善不锈钢性能和组织的添加元素——镍、锰、氮、钛、铌、钼、铜、硅、铝、钨、钒、 硼等十多个元素。 在工业上实际应用的不锈钢, 很多钢中同时存在着几种至十几种合金元素, 当几种元素共存于不锈钢这一统一体中时,决定不锈钢组织的是各种元素影响的总和。 各种元素对不锈钢组织的影响,根据其共同性,概括起来,基本上分属于两大类:一类 是形成或稳定奥氏体的元素,它们是碳、镍、锰、氮、铜、以碳和氮的作用程度最大;另一 类是形成铁素体的元素,它们是铬、钨、钼、铌、硅、钛、钒、铝等,这一类元素形成铁素 体的作用,如以铬为 1 来加以比较,其他元素的作用都比铬大。 这两类元素共存于不锈钢中时,不锈钢的组织就取决于他们互相影响的结果。如果稳定 奥氏体的元素的作用居于主要方面的话, 不锈钢的组织就以奥氏体为主, 很少以至没有铁素 体; 如果他们的作用程度还不能使钢的奥氏体保持至室温的话, 这种不稳定的奥氏体在冷却 时即发生马氏体转变, 钢的组织则为马氏体; 如果形成铁素体的元素的作用成为主要方面的 话,钢的组织则以铁素体为主。 不锈钢的性能除工艺因素外,主要取决于其内部组织的构成,而构成不锈钢组织的是各 种合金元素在钢中的总和。因此说,不锈钢的性能,归根到底主要是由合金元素决定的。 只含有铬元素的不锈钢,人们通常称它为“不锈铁”,工业上称它为“铬不锈钢”。这类钢都 具有磁性,他们的金相组织为铁素体、马氏体或铁素体、马氏体为主体的复相组织。这类钢 具有抵抗大气及弱腐蚀介质的能力,或有更高的耐腐蚀性能与抗氧化性能,或可淬火使用。 但他们的机械性能或工艺性能较差, 几乎没有焊接性能等等的不足之处。 这类钢远不能满足 工业用钢的特殊要求。 在铬级不锈钢的基体中,加入适量的镍元素。如在含铬 18%的低炭(0.12%以下的炭) 的铁素体钢中加入 8%的镍后,在常温下可获得最理想的纯奥氏体组织,这种钢就是人们通 常所称的无磁性的不锈钢。这类铬镍不锈钢与相同含铬量的铁素体或马氏体耐酸不锈钢比 较, 不仅具有更高的耐腐蚀性能, 更重要提他们具有良好的冷变形使之硬化的性能和焊接性 能,在常温或低温下均具有很高的塑性和冲击韧性,不具磁性等等的优良性能。这类不锈钢 的缺点是机械性能比较低, 对晶间腐蚀及应力腐蚀比较敏感, 但通过适量的合金添加剂或工 艺措施,就能改善或消除。 在铬级不锈钢的基本中,添加以锰为主要合金元素的不锈钢。就是人们通常所讲的“铬锰 氮”不锈钢。这类不锈钢除强度比铬镍钢为高外,其他如耐腐蚀性和工艺性能等都不如铬镍 奥氏体不锈钢好。生产这类不锈钢除个别情况下,主要是为了节约昂贵的镍元素,所以这类 钢又叫节镍不锈钢。
⑨ 化工设备用的不锈钢为什么含碳量都很低
碳在化工用不锈钢中是有害元素,会降低防腐性能。